1. Koncept flotacije
Flotacija, poznata i kao flotacijsko obogaćivanje, je tehnologija prerade minerala koja odvaja korisne minerale od jalovinskih minerala na granici faza gas-tečnost-čvrsta faza korištenjem razlika u površinskim svojstvima različitih minerala u rudama, a naziva se i "separacija na granici faza". Svi tehnološki procesi koji direktno ili indirektno koriste fazne granice za postizanje separacije čestica na osnovu razlika u svojstvima granica različitih mineralnih čestica nazivaju se flotacijom.
Površinska svojstva minerala odnose se na fizička, hemijska i druga svojstva površine mineralnih čestica, kao što su kvašenje površine, električna svojstva površine, vrste, zasićenost i aktivnost hemijskih veza površinskih atoma itd. Različite mineralne čestice imaju određene razlike u površinskim svojstvima. Korištenjem ovih razlika u površinskim svojstvima čestica, odvajanje i obogaćivanje minerala može se postići uz pomoć faznih granica. Stoga, proces flotacije uključuje trofazne granice gas-tečnost-čvrsta materija.
Svojstva mineralne površine mogu se mijenjati vještačkom intervencijom, s ciljem povećanja površinskih razlika između korisnih minerala i čestica jalovine kako bi se olakšalo njihovo odvajanje. U flotaciji se flotacijski reagensi obično koriste za vještačku promjenu svojstava mineralne površine, proširenje razlika u površinskim svojstvima između minerala, povećanje ili smanjenje hidrofobnosti mineralnih površina, kako bi se prilagodilo i kontroliralo ponašanje minerala pri flotaciji i postigli bolji rezultati odvajanja. Stoga su primjena i razvoj tehnologije flotacije usko povezani s flotacijskim reagensima.
Budući da se površinska svojstva mineralnih čestica razlikuju od fizičkih parametara minerala kao što su gustoća i magnetska susceptibilnost, koje je teško promijeniti, površinska svojstva mineralnih čestica mogu se u osnovi vještački mijenjati kako bi se postigle potrebne razlike u površinskim svojstvima između minerala za odvajanje. Stoga se flotacija široko koristi u odvajanju minerala i poznata je kao univerzalna metoda prerade minerala. Posebno je to najšire korištena i najefikasnija metoda prerade minerala u odvajanju finih i ultrafinih materijala.
2. Primjena flotacije
Prerada minerala je proizvodna operacija koja priprema sirovine za topljenje metala i hemijsku industriju, a flotacija pjene postala je jedna od najvažnijih metoda prerade minerala. Gotovo svi mineralni resursi mogu se odvojiti flotacijom.
Trenutno se flotacija široko koristi u rudama željeznih metala, uglavnom za obogaćivanje željeza i mangana, poput hematita, smithsonita, ilmenita i drugih minerala; rudama plemenitih metala, uglavnom za obogaćivanje zlata i srebra; rudama obojenih metala poput bakra, olova, cinka, kobalta, nikla, molibdena, antimona, uključujući sulfidne minerale poput galenita, sfalerita, halkopirita, halkocita, molibdenita, pentlandita i oksidnih minerala poput malahita, cerusita, hemimorfita, kasiterita i volframita; odvajanju nemetalnih minerala soli poput fluorita, apatita, barita i topljivih minerala soli poput kalijeve soli i kamene soli; kao i odvajanju nemetalnih minerala i silikatnih minerala poput uglja, grafita, sumpora, dijamanta, kvarca, tinjaca, feldspata, berila i spodumena.
Flotacija je akumulirala bogato iskustvo u oblasti prerade minerala, uz kontinuirani tehnološki napredak. Za minerale niskog kvaliteta i strukturno složene minerale koji su ranije smatrani da nemaju industrijsku upotrebnu vrijednost, sada se recikliraju (sekundarni resursi) putem flotacije.
Kako mineralni resursi postaju sve siromašniji, korisni minerali se finije raspoređuju i miješaju u rudama, što otežava odvajanje; kako bi se smanjili troškovi proizvodnje, industrije poput metalurških materijala i hemikalija imaju veće zahtjeve u pogledu standarda kvaliteta i preciznosti prerađenih sirovina, tj. odvojenih proizvoda.
S jedne strane, potrebno je poboljšati kvalitet; s druge strane, s obzirom na problem teškog odvajanja minerala zbog fine veličine čestica, flotacija je pokazala sve više prednosti u odnosu na druge metode, postajući trenutno najšire korištena i najperspektivnija metoda prerade minerala. Metode flotacije su se postepeno razvijale od prvobitne upotrebe za sulfidne minerale do oksidnih minerala i nemetalnih minerala. Sada ukupna količina minerala prerađenih flotacijom širom svijeta dostiže milijarde tona svake godine.
U posljednjim decenijama, primjena tehnologije flotacije više nije ograničena samo na područje inženjerstva prerade minerala, već se proširila na zaštitu okoliša, metalurgiju, proizvodnju papira, poljoprivredu, hemijsku industriju, prehrambenu industriju, materijale, medicinu, biologiju i druga područja.
Na primjer, flotacijsko izdvajanje korisnih komponenti u međuproizvodima, isparljivim materijama i troskama pirometalurške proizvodnje; flotacijsko izdvajanje ostataka hidrometalurškog ispiranja i istisnutih produkata taloženja; flotacija u hemijskoj industriji za uklanjanje tinte iz recikliranog papira i izdvajanje vlakana iz otpadne tečnosti pulpe; ekstrakcija teške sirove nafte iz pijeska rude riječnog korita, odvajanje malih čvrstih zagađivača, koloida, bakterija i uklanjanje tragova metalnih nečistoća iz kanalizacije su tipične primjene u inženjerstvu zaštite okoliša.
S poboljšanjem procesa i metoda flotacije, te pojavom novih i efikasnih reagensa i opreme za flotaciju, flotacija će se šire koristiti u više industrija i oblasti. Treba napomenuti da će pri korištenju procesa flotacije reagensi povećati troškove obrade (u poređenju sa magnetnom separacijom i gravitacijskom separacijom); potrebna veličina čestica za obogaćivanje je relativno stroga; postoji mnogo faktora koji utiču na proces flotacije, s visokim tehnološkim zahtjevima; a otpadne vode koje sadrže rezidualne reagense su štetne za okoliš.
3. Sadržaj istraživanja flotacije
Proces flotacije uključuje čvrste minerale i separacijske medije (voda, plin). Glavni sadržaj istraživanja uključuje osnovne principe flotacije, flotacijske reagense, flotacijske strojeve, procese flotacije itd.
Osnovna teorija flotacije uključuje flotabilnost minerala, svojstva separacijskih granica itd., proučavanje svojstava faznih granica, interakciju između faza, mehanizam mineralizacije mjehurića itd.; istraživanje flotacijskih reagensa uključuje vrste, strukture, svojstva, mehanizme djelovanja, metode pripreme i upotrebe reagensa; istraživanje flotacijskih mašina uključuje strukturu, princip rada i prilike primjene flotacijskih mašina; istraživanje procesa flotacije odnosi se na strukturu procesa, utjecaj i kontrolu procesnih faktora i sistem reagensa; osim toga, postoje istraživanja o praktičnoj primjeni različitih ruda.
Teorijski sistem istraživanja flotacije obuhvata discipline kao što su procesna mineralogija, organska hemija, neorganska hemija, fizička hemija (hemija graničnih površina, koloidna hemija), mehanika fluida, mašinstvo, automatska detekcija i tehnička i ekonomska analiza.
Vrijeme objave: 09.02.2026.